关键词: 电阻抗法；红细胞流变特性；方法评价

本文在FRICKE悬浮液电导理论基础上，利用北医设计研制的红细胞流变特性测定仪(电阻抗法)测量红细胞的松弛过程。通过大量的实验证明，该仪器所测值确实能够反映出红细胞的流变特性，其稳定性和重复性也较好。变异系数均小于5%，并且与激光法测量值有较好的相关性。该测量方法虽受红细胞压积和悬浮介质电导率的影响和限制，但只要在仪器测量范围内，严格控制压积的一致性，其测量的重复性和准确性是可以保证的。

分类号： R318.01; R331.141

MEASUREMENT OF RBC RHEOLOGICAL BEHAVIOURS

WITH IMPEDANCE METHOD

Yang Yueping, Ma Weiyuan, Sun Dagong, et al

(Department of Medical Physics, Beijing Medical University)

ABSTRACTOn the basis of Frich-Velick's theory on conductivity of red blood cell (RBC) suspension, we studied the relaxation process of RBC with an erythrocyte rheometer (impedance method) developed by Beijing Medical University. It was shown from the results that this kind of method can really reflect the rheological properties of RBC with good stability and reproducibility. The coefficient of variation CV was lower than 5%, and comparing with that of ektacytometry, we found that there was a good correlation between the measuring results of the two methods.

Although, this method was sometimes affected by the hematocrit of RBC and the conductivity of suspending medium, the reproducibility and accuracy of the results could be ensured. provided it was within the range of the instrument and the hematocrit of blood sample was strictly kept constant.

Key words: Impedance method; Rheological properties of RBC; Method evaluation

0前言

红细胞的流变特性与临床上的多种疾病有关。因此对红细胞流变特性的研究是当前国内外血液流变学研究的中心课题。它的各项检测指标对心血管疾病、肿瘤以及各种血液病的预防诊断、治疗监测都有着极其重要的意义。关于红细胞流变特性的测量方法，据国内外报道^［1，2］已有：粘性测量法、激光衍射法^［3］、核孔滤膜法^［4］、微吸管法^［5］、离心沉降法^［6］等多种，以及电阻抗(电导)法^［7］。目前用电阻抗(电导)法测量红细胞的流变特性，主要是研究红细胞的聚集、沉降现象^［8］，和准静态过程中红细胞的取向变形^［9］，研究血液粘度、血球压积和电阻抗的关系^{［10，11］}，以及红细胞聚集、取向对悬浮液电阻抗的影响^12］。但对用电阻抗法测量红细胞松弛过程的研究尚未见到。本文则着重讨论用电阻抗法测量红细胞的松弛过程，并与目前国际公认的激光衍射法进行比较，力图阐明该方法是完全可以用来测量红细胞流变特性的。

1仪器

(1)红细胞流变特性自动测定仪(北京医科大学血液流变中心研制，已获国家专利)。该仪器核心部件是一个有机玻璃制成的转筒式流变仪，如图1所示。其内筒直径为29.2mm,外筒内径为30.00mm，高为35.00mm，两筒间距0.40mm。在外筒内表面装有四个环形电极，外侧两电极相距10.00mm，用于产生激励脉冲信号，内侧两电极相距5.00mm，用于检测红细胞变形前后其悬浮液电阻抗的变化信息。在测量过程中，血样放入两筒之间，外筒固定，内筒旋转，两筒间的红细胞受到切应力的作用而发生形变(本文实验中切变率为800s悬浮介质粘度为3.2±0.2cp)，当流场稳定后，内筒突然停止转动，切应力消失。但由于红细胞的粘弹性，变形不会立刻消除，而是需要一定的时间，即出现一个松弛过程。在此过程中红细胞恢复形变将引起电阻抗的相对变化。仪器通过检测电极自动测量并记录下此过程红细胞悬浮液电阻抗的相对变化率，并经计算机处理，打印出一条动态的曲线，由此可以了解红细胞的群体松弛过程。

(2)自动激光衍射仪GJY-2型；此仪器由北京医科大学、北京地质仪器厂联合研制，并通过卫生部、地质部鉴定，获国家专利。

(3)电导率仪DDS-11A型；上海第二分析仪器厂制造。

图1红细胞流变特性仪示意图

2材料方法

磷酸盐缓冲液(PBS)：0.12mol/L NaCl,0.02mol/L Na₂HPO₄,0.05mol/L KH₂PO₄,pH=7.4，渗透压295mosm/kg。

15%聚乙烯吡硌酮(PVP)悬浮介质：PBS放入15%分子量30000 PVP配制而成。pH=7.4,渗透压295mosm/kg。

中分子右旋醣酐葡萄糖(DX₇₀)，平均分子量70000，右旋醣酐6%，葡萄糖5%，pH=7.4,渗透压304mosm/kg,15℃时，粘度η=3.2±0.2cp，电导率σ=90μs/cm。

取兔静脉血，经肝素抗凝，2000r/min离心10min，去掉血浆和白细胞，再用PBS洗两次(2000r/min离心10min，去掉上清液)，分离后的红细胞备用。

(1) 用洗后红细胞与DX₇₀液分别配成压积为10%、15%、20%、25%四种血样。

(2) 将分离的红细胞分别放入含有不同浓度戊二醛PBS悬浮液中处理20min，再用PBS洗两次，与DX₇₀配成细胞压积为18%的四种血样，戊二醛浓度分别为0%、0.05%、0.07%、0.09%。

(3) 将洗过的红细胞与DX₇₀液配成细胞压积为16%的血样若干份。

(4) 将洗过的红细胞分别放入具有不同电导率但粘度相同的悬浮介质中，配成压积为16%的10种血样。(不同电导率悬浮介质的配制方法：在DX₇₀液中加入不同量7%的PVP悬浮介质，所得到的混和悬浮介质pH=7.4，渗透压为295mosm/kg，粘度为3.2±0.2cp，而电导率的大小则由两种悬浮介质的比例决定。)

(5) 将正常人、心血管、高血压病人的血红细胞洗后也分别放入DX₇₀悬浮介质中，配成压积为18%的一组血样(阻抗法测量用)。对应的将24μl红细胞放入6ml的15%PVP中，配成细胞压积为0.4%的另一组血样(激光衍射法测量用)。

上述各种血样配成后，在室温下要4h内测完，每个样本测5次取平均值后，将所得数据用计算机重新进行处理，便得出以下结果。

3结果分析

(1)图2为不同红细胞压积下的血样所测得的松弛过程曲线。由图可见，在相同的切变率下，红细胞压积H越大，曲线的最大值及变化率也越大。在压积为16%～20%之间，压积变化为4%，幅值变化为24%。这表明用该方法测量红细胞流变特性时压积对其影响是很大的。因此在测量时一定要用恒定压积。当压积选择在16%～20%时，正常兔血红细胞的最大变形值约在60%～84%之间，其用血量仅为0.6～0.8ml，经洗后的RBC加入DX₇₀配成1.5ml红细胞悬浮液为实验样本，即制作一个实验样本用血量不超过1ml。在选用血球压积时用血量与最大变形值要兼顾考虑。在同一组实验样本中，一定要严格控制压积，使其恒定，以确保测量的准确性及结果的可比性。

时间(s)

图2不同压积下红细胞松弛曲线

(2)图3是经不同浓度戊二醛处理后的红细胞的松弛过程曲线ΔR/R₀～t。由于处理红细胞所用的戊二醛浓度不同，所测得的ΔR/R₀～t曲线亦不同。浓度越大的，曲线的最大值越小，同时曲线的变化率也有明显差异。这是因为用不同浓度戊二醛处理后的红细胞其膜会变硬，刚性增加，变形性会发生不同程度的改变。因而使该曲线上t=0时，红细胞在一定的切变率下所测得的最大变形值不同。处理细胞时所用戊二醛浓度越大，其膜的固化程度越强，变形性也就越差。相应的在ΔR/R₀～t曲线上，t=0时，所对应的最大变形值也越小。这表明由该仪器所测得的ΔR/R₀值是能够区别红细胞变形性好坏的。ΔR/R₀～t曲线是可以用来描述红细胞变形性及粘弹性的。

根据Fricke悬浮液电导理论^［13］，可以推出，该仪器所测得的红细胞悬浮液相对阻抗变化率为ΔR/R₀=(详细推导已写入另篇文章)。当PBS悬浮液中的红细胞压积H一定时，ΔR/R₀只与f(t)有关。f(t)是形状因子，在松弛过程中是时间的函数，随时间推移发生改变。最终恢复到f₀(即变形前细胞所具有的形状因子)。由此可以看出此过程中ΔR/R₀这一时间函数反映了红细胞的群体松弛<